冰雪灾害作为自然干扰一个重要形式,对森林生态系统生产深远的影响。于2008年初中国南方发生了罕见的特大冰灾,这次冰灾对林下幼苗和幼树的分布格局、生物多样性变化以及森林演替动态的影响等成为普遍关注的重要科学问题。本研究在南岭国家级自然保护区内选取三个不同优势冠层树种组成的森林群落(落叶阔叶林DBF,常绿阔叶林EBF,针阔混交林MF),于2012年和2015年采用植物群落学方法开展了植物样地的调查,分析林下幼树的物种组成和结构、生物多样性和分布格局;通过对不同群落土壤理化性质的分析、土壤种子库萌发试验及冠层树种组成及结构的观测,分析造成不同群落林下幼树数量、生物多样性及分布格局差异的原因;通过观测群落光照环境的变化及林下优势幼树自身的光合功能属性,结合林下幼树生长情况和死亡率的分析,对不同群落林下幼树的更新和演替趋势做了合理的预测。主要结果表明:(1)不同群落林下幼树80%以上是通过种子萌发产生,以萌条方式的产生的幼树数量相对较少,其中落叶阔叶林占8.7%,常绿阔叶林占12.3%,针阔混交林则只占5.2%。不同群落林下幼树在数量分布存在明显的差异,落叶阔叶林林下幼树分布密度为2.44株/m2,常绿阔叶林为1.95株/m2,针阔混交林为1.50株/m2。单个种的分布密度,以鸭公树在落叶阔叶林中的数量分布最大,达到0.72株/m2。(2)不同群落林下幼树的生物多样性表现出差异,各生物多样性指标均显示:落叶阔叶林<常绿阔叶林<针阔混交林。林下幼苗幼树的Shannon-Wiener指数(H’)随物种丰富度S的增加,表现出相似的显著差异变化,Simpson指数(D)随Pielou均匀度指数(J)的变化表现出密切的显著性变化。(3)不同群落林下幼树优势种格局分析显示,所有的优势幼树树种均呈现聚集分布。在不同群落中均有分布的鸭公树,在落叶阔叶林群落中聚集强度最小,接近泊松分布;跨两个群落分布的林下幼树聚集强度相对较小;只在单一群落内分布的物种,其种群聚集强度均较大,说明种群分布格局与研究尺度有关。(4)不同群落同一土层深度的理化性质没有显著差异。土壤p H在5.0左右,土壤容重较大(0.9左右),有效N和有效K含量丰富,分别为115 mg/kg和100 mg/kg,有效P含量低(2.6 mg/kg),N:P比值大,将成为群落林下幼树生长发育的限制因子。随土层厚度加深,土壤容重、p H有细微增加,有机质、有效N、P、K均减少。(5)土壤种子库中有活力的木本树种子数量为25-27颗/m2,落叶阔叶林>常绿阔叶林>针阔混交林,但在不同群落间的差异并不显著。种子萌发幼苗主要为落叶乔木或小乔木,如南酸枣(Choerospondias axillaris)、山合欢(Albizia kalkora)、山乌桕(Sapium discolor)、野桐(Mallotus japonicus)、山苍子(Litsea cubeba)、盐肤木(Rhus chinensis)、日本杜英(Elaeocarpus japonicus)等,且在不同群落间均有分布;土壤种子库数量分布与群落中乔木树种组成有明显的相关关系,如落叶阔叶林中有活力的南酸枣种子达到7.0颗/m2,但几乎没有外源性鸭公树种子。(6)林下幼树优势种的光量子转化效率相对非优势种要高,幼树最大净光合速率存在差异,这些迹象表明林下植物物种的功能群和生活型出现了分化。华女贞(Ligustrum lianum)、白蜡树(Fraxinus chinensis)、红背椎(Castanopsis carlesii)的光饱和点均较高,虎皮楠的水分利用率低,广东润楠(Machilus kwangtungensis)、牛耳枫(Daphniphyllum calycinum)、木荷(Schima superba)和鸭公树(Neolitsea chui)的水分利用率高,光饱和点处于600—800 umol·m-2s-1之间。(7)从冠层开度来看,落叶阔叶林冠层开度有明显的季节变化。针阔混交林的冠层开度较常绿阔叶林大。2012年和2015年两次对比观测显示:随森林恢复推进,不同群落冠层开度都有所降低,降低幅度表现为常绿阔叶林>针阔混交林>落叶阔叶林,说明常绿阔叶林林冠恢复要比其他两种林分要快。林下幼树层开度变化与冠层变化趋势表现一致,相关系数减小,主要是由于不同群落林下幼树数量与结构差异引起的。(8)不同群落林下幼树不同的生长和死亡情况反映了幼树应对不断变化的林下光照环境的适应性策略。落叶阔叶林主要表现为加粗生长,针阔混交林主要表现为树高伸长生长,而常绿阔叶林林冠开度小,林下幼树加粗生长和伸长生长表现得都不明显。从林下幼树的死亡数和死亡率来看,常绿阔叶林死亡数和死亡率均最大,死亡率最高的树种为华女贞、日本杜英、虎皮楠,而广东润楠、鸭公树、牛耳枫的死亡率较低。